9.催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一,研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO,反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ•mol-8
CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:
T(K)催化剂CO2转化率(%)甲醇选择性(%)
543Cat.112.342.3
543Cat.210.972.7
553Cat.115.339.1
553Cat.212.071.6
[备注]Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性;转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ•mol-1和-285.8kJ•mol-1
②H2O(1)═H2O(g)△H3=44.0kJ•mol-1
请回答(不考虑温度对△H的影响):
(1)反应I的平衡常数表达式K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2}){c}^{3}({H}_{2})}$;反应Ⅱ的△H2=+41.2kJ•mol-1
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有CD.
A.使用催化剂Cat.1  
B、使用催化剂Cat.2
C、降低反应温度  
D、投料比不变,增加反应物的浓度
E、增大 CO2和H2的初始投料比
(3)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是表中数据表明此时未达到平衡,不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同,因而再该时刻下对甲醇选择性有影响.
(4)在如图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图.
(5)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在阴极,该电极反应式是CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O.
4.氯碱工业是最基本的化学工业之一,离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法,其生产流程如图1所示:

回答下列问题:
(1)该流程中可以循环使用的物质是氯化钠、氢氧化钠
(2)电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,所以在进入电解槽前需要进行两次精制.“一次精制”中生成沉淀的主要成分是CaCO3、Mg(OH)2(填化学式);若食盐水不经过“二次精制”、直接进入“离子交换膜电解槽”,这样产生的后果是用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg2+、Ca2+,碱性条件下会生成沉淀,损害离子交换膜.
(3)图2是“离子交换膜电解槽”示意图(阳极用惰性材料制成,阴极由碳钢网制成),B处产生的气体是H2,D处加入的物质为氢氧化钠稀溶液.
(4)电解槽中阳离子交换膜的作用和目的是阻止阴离子和气体通过,防止氢气和氯气混合,防止氯气与氢氧化钠反应.“阳极液”中通常含有少量氯酸钠、次氯酸钠及溶解氯,在“脱氯”前需先加入高纯盐酸除去氯酸钠,该反应的离子方程式为ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O.
(5)已知在每个电解槽中,每小时通过1A的直电流,理论上可以产生1.492g烧碱.某工厂用300个电解槽串联生产8h,通过电解槽的电流强度为1.45×104A,制得32%的烧碱溶液(密度为1.342×103kg•m-3)113m3,则该电解生产过程中烧碱的产率为93.45%.
 0  156288  156296  156302  156306  156312  156314  156318  156324  156326  156332  156338  156342  156344  156348  156354  156356  156362  156366  156368  156372  156374  156378  156380  156382  156383  156384  156386  156387  156388  156390  156392  156396  156398  156402  156404  156408  156414  156416  156422  156426  156428  156432  156438  156444  156446  156452  156456  156458  156464  156468  156474  156482  203614 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网